铁含量的测定方法.doc

铁含量的测定方法铁含量的测定采用邻菲啰啉比色法。 一、原理在一定酸度条件下，试液中亚铁离子（Fe2+）与1,10-邻菲啰啉生成红色配合物，于波长为506nm处，测定其吸光度，即可计算出铁含量。 二、试剂和仪器柠檬酸三钠水溶液，150g/L；盐酸羟胺溶液，50 g/L；盐酸溶液，3mol/L；氨水溶液，2.5%；1,1 0-邻菲啰啉溶液，2.5 g/L：称量2.5g1, 10-邻菲啰啉溶于80的约l00ml水中，加lml浓盐酸，冷却后加水稀释至1000ml，储于阴凉处备用；醋酸-醋酸钠缓冲溶液：称量272g醋酸钠（NaCH3CO23H2O）于约500m1水中，加入冰醋酸240ml，加水稀释至1000ml；Fe2+标准溶液，lmg/ml：称量7.024g硫酸亚铁铵于约500ml水中，加入浓盐酸10ml，移入l000ml容量瓶中，稀释至刻度；Fe2+标准溶液，20g/ml：吸取lmg/ml的亚铁标准溶液20ml于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，临用前配制。仪器：分光光度计；1cm比色皿。 三、测定步骤（一）工作曲线的绘制量取20g/ml的亚铁标准溶液0.00m1、2 .50m1、5 .00ml、10.00ml、20.00ml(相当于分别含0、50、100、200、400g/ Fe2+)分别加入l00ml烧杯中，用水稀释至50ml，加入150g/L柠檬酸三钠溶液5m1，用3mol/L盐酸或2.5%氨水溶液调节溶液pH为2.42.6，加入50 g/L盐酸羟胺溶液5ml混匀，加入 1,10-邻菲罗琳溶液5m1，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液l0ml，将溶液移入到l00 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀放置60min。用分光光度计在波长506nm处用lcm比色皿，以水为参比溶液测定该标准系列的吸光度，以Fe2+标准溶液浓度（g/100ml）为横坐标，以其对应吸光度作纵坐标绘制工作曲线。（二）湿法磷酸中铁含量的测定吸取1 ml湿法磷酸，用水稀释至100m1，混匀，移取1m1到100m1的烧杯中，用水稀释至50m1，以下操作同工作曲线的绘制，测定其吸光度。不加试样，在同样条件下进行空白试验。（三）计算总铁含量按下式计算w(Fe)=式中：m1为从工作曲线上查得被测试液Fe的质量，g；m0为从工作曲线上查得试剂空白溶液中Fe的质量，g；m为吸取试样溶液相当于试样的质量，g 土壤全铁的测定，可以在分离硅以后的溶液中测定，也可以在灼烧过的R2O3沉淀用焦硫酸钾熔融，用盐酸溶解制备得到的溶液测定铁。当只需要测定铁时，采用氢氟酸(HF)分解法分解土壤样品后不必分离硅。铁的测定通常采用重铬酸钾容量法，邻啡罗啉比色法，原子吸收光谱法6或等离子体发射光谱法。其中重铬酸钾容量法适合于含铁量较多的样品测定，邻啡罗啉比色法可以分别测定溶液中的Fe2+和Fe3+，不加还原剂时测定Fe2+，加还原剂时测定Fe2+ Fe3+，即得土壤中全铁含量，又可通过差减法计算出Fe3+含量。比色法和原子吸收光谱法均是国家标准方法(GB7873-87，3)，适于微量铁的定量测定。11.6.1 邻啡罗啉比色法(方法一)11.6.1.1方法原理以盐酸羟胺为还原剂，将三价铁还原为二价铁，在pH 2pH 9的范围内，二价铁与邻啡罗啉反应生成橙红色的配合物Fe(C12H8N2)32+，借此进行比色测定。其反应如下：4FeCl3+ 2NH2OHHCl 4FeCl2 + N2O + 6HCl + H2OFe2+ +3C12H8N2 = F6(C12H8N2) 32+ (橙红色)这种反应对Fe2+很灵敏，形成的颜色至少可以保持15天不变。当溶液中有大量钙和磷时，反应酸度应大些，以防CaHPO42H2O沉淀的形成。用邻啡罗淋比色法测铁，几乎不受土壤中其它离子的干扰(注1)，但有高氯酸盐，则会生成高氯酸邻位二氮杂菲(C12H8N2HClO4)产生干扰。在显色溶液中铁的含量在0.16mgmL-1时符合Beer定律，波长530nm。11.6.1.2 主要仪器 分光光度计11.6.1.3试剂1. 100gL-1盐酸羟胺溶液：称10g固体盐酸羟胺(NH2OHHCl，化学纯)溶于水中，定容至100mL。2.邻啡罗啉显色剂：称固体邻啡罗啉0.1g，溶于100mL水中，若不溶可略加热。3. 100gL-1乙酸钠溶液：称取乙酸钠(CH3COONa3H2O，分析纯)固体10g，溶于水中，定容至100mL。4. 100mgmL-1铁(Fe)标准溶液：准确称取纯金属铁粉或纯铁丝(先用盐酸洗去表面氧化物)0.1000g，溶于稀盐酸中，加热溶解，冷却后洗入1L容量瓶中，定容。11.6.1.4操作步骤1.吸取15mL(注2)脱硅后的系统分析待测液（11.4.2.4，B溶液），移入50mL容量瓶中。加少量水冲洗瓶颈，加入盐酸羟胺溶液(注3)1mL，摇匀后加乙酸钠溶液8mL，使溶液的pH为5，再加邻啡罗啉显色剂10mL进行显色，定容，30min后在分光光度计上选用530nm波长，1cm光径比色皿测定吸收值(A).2.工作曲线的绘制：准确吸取100mgmL-1铁(Fe)标准溶液0，0.5，1，1.5，2，2.5mL，分别置于6个50mL容量瓶中（此液含铁量分别为0，1，2，3，4，5mgmL-1(Fe)），加少量水冲洗瓶颈，然后按待测液显色步骤进行显色，测定吸收值(A)，以吸收值作为纵坐标，以铁(Fe)浓度作为横坐标，在方格纸上绘制铁的工作曲线，再以待测液中铁的吸收值在工作曲线上查得相应的mgmL-1值，或输入电子计算器求出一元线性回归方程，计算出mgmL-1值。 11.6.1.5 结果计算(注4) 土壤全铁(Fe2O3)的含量(gkg-1)=Vts1.4297100010-6/ m 式中：从工作曲线中查得铁(Fe)的浓度（mgmL-1）； V显色液体积，50mL； ts分取倍数，脱硅后系统分析待测液体积(mL) /测定时吸取待测液体积(mL) 1.4297由铁换算成三氧化二铁的系数； m烘干土样品质量，g； 10-6将mg换算成g的除数。11.6.1.6 注释(注1)干扰物质的限制：五氧化二磷20mgmL-1，氟化物500mgmL-1以下没有干扰，少量氯化物和硫酸盐没有干扰。如果高氯酸盐含量较高，则生成高氯酸邻位二氮啡，发生干扰。(注2)吸取待测液的量应根据含铁量而定，尤其是胶体样品不宜多取（可根据脱硅后的系统待测液的黄色深浅而定）。(注3)本法的关键是所加的试剂不能颠倒，必须是先加还原剂，然后加缓冲液，最后加显色剂。另外所加的试剂量应随比色体积的增减而增减。(注4)平行测定结果允许绝对相差1.5gkg-1。11.6.2 原子吸收光谱法（方法二）11.6.2.1方法原理利用铁空心阴极灯发出的铁的特征谱线的辐射，通过含铁试样所产生的原子蒸气时，被蒸气中铁元素的基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中铁元素的含量。对铁的最灵敏吸收线波长为248.3nm，测定下限可达0.01mgmL-1（Fe），最佳测定浓度范围为220mgmL-1（Fe）。可用脱硅后的系统分析待测液进行测定。由于原溶液中盐酸的浓度约为0.75molL-1，钠离子浓度相当于氯化钠（NaCl）17.635.2gL-1(注1)，在此情况下，对于一般土壤样品，仅铝、磷和高含量的钛对铁的测定有干扰，当加入1000mgmL-1的锶（以SrCl2形式加入）时，即能消除干扰。大量的钠离子存在对测定有一定影响，但通过稀释和在标准溶液中加入相应氯化钠和盐酸（在标准溶液中加入空白试液）时，即能消除其干扰。11.6.2.2主要仪器 原子吸收分光光度计11.6.2.3试剂1. 1000mgmL-1铁(Fe)标准贮备溶液：称取金属铁（光谱纯）1.000g溶于60mL HCl (11)溶液中，加入少许硝酸氧化，用水准确地稀释到1L（此溶液HCl浓度为0.3molL-1）。2. 100mgmL-1铁(Fe)标准溶液：吸取1000mgmL-1铁(Fe)标准贮备液10mL于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度。3. 30gL-1氯化锶溶液：称取氯化锶(SrCl26H2O，分析纯) 30g，加水溶解后，再用水稀释定容至1L，摇匀（此液含Sr2+大约10000mgmL-1）。11.6.2.4操作步骤 1.待测液准备：吸取脱硅后(11.4.2.4)待测液（即待测液B）25mL于50mL容量瓶中(注2)，加入氯化锶溶液5mL，用水定容（使待测液中Sr2+含量为1000mgmL-1）。2.系列标准溶液准备：分别吸取100mgmL-1铁(Fe)标准溶液0.0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 mL于一系列100mL容量瓶中；同时分别加入空白溶液25mL和氯化锶溶液10mL，以保持与待测液条件相一致，用水定容即成含铁(Fe)0.0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0mgmL-1系列标准溶液。3.测定：根据原子吸收分光光度计仪器说明书选定条件(注3)，调节仪器各部分，开动仪器，预热1030min，调节空气和乙炔流量后，立即点火，待火焰稳定10min后，即可在248.3nm波长处(注4)测定待测液和标准溶液中的铁，用试剂空白溶液调吸收值到零，先测定由低到高浓度的标准溶液系列的吸收值，然后测定样品待测液的吸收值(注5)。用方格纸绘制工作曲线。11.6.2.5结果计算(注 6)： 参照11.6.1.5。11.6.2.6注释(注1)如果用碳酸钠4g熔融，定容为250mL，相当于氯化钠17.6gL-1；碳酸钠8g则相当于氯化钠35.2gL-1。 (注2)根据铁的实际含量，吸取不同的毫升数分别稀释测定，但其中氯化钠、盐酸和氯化锶的加入量应尽量与标准溶液系列一致。(注3)测定条件由于仪器型号